亚级量运动负荷预测最大心率研究

占叶俊

(丽水学院体育系，浙江 丽水 323000)

亚级量运动负荷预测最大心率研究

占叶俊

(丽水学院体育系，浙江 丽水 323000)

研究目的是建立一个较精确的最大心率预测回归模型。结论认为，小样本检验表明此预测方程能较精确预测最大心率，但还需要大样本量进一步验证其精确性。

亚级量运动负荷;最大心率

1 前言

在健身运动或者运动训练过程中，常常要涉及到对运动强度或者训练强度进行控制，最大摄氧量是运动强度的一种表示方法，但是运动过程中摄氧量测试较困难，然而运动生理学上认为心率与运动强度或摄氧量在一定的范围内成直线相关，而且心率在运动过程中容易监测，因此通常用运动过程中的心率(最大心率的百分数)来表示运动强度。在本文中将以在运动过程中与最大心率密切相关的一些指标来预测个体的最大心率。

2 对象与方法

2.1实验对象

本研究的实验对象为上海市三所高校大学生，分别来自上海体育学院康复系、上海同济大学、上海应用技术学院，共130名，分为两组。组1为实验组，共100名，其中男生78名，女生22名，平均年龄为20.1±0.96岁，体重为60.3±10.20kg；组2为检验组，共30名：其中男生15名，女生15名，平均年龄为20.8±0.78岁，体重为60.9±9.20kg。

2.2测试前准备

受试者运动前身体无任何不适现象。实验前1h向受试者讲解此次实验的目的意义，实验过程中的要求以及注意事项，同时让受试者对实验仪器进行熟悉。受试者在测试前2h禁止吃任何事物，测试前48h避免剧烈运动，测试时静坐5min然后再开始测试。所有的受试者都同意以最大的能力在跑台上进行运动。

2.3测试方法

在试验的起始阶段受试者进行适应性练习，跑台坡度为0%，速度为5.63km.hr-1，以后跑台坡度2min提高2.5%[1]，在2min末让受试者报出RPE等级(在实验前受过培训，测试时放在受试者前面)，同时用Polar表记录心率。记录运动过程中第8min末、第10min末心率，同时要求测试每个阶段第2min和第3min后30s平均心率，如果两平均心率相差超过5-6次，那么必须保持同样的负荷继续运动，直到最后2min的后30s平均心率相差不超过5-6次。记录RPE在15级时的心率。受试者运动终止时的标志是：跟不上跑台的速度，或者RPE在20级。同时记录最后受试者停止运动时即刻心率。

2.4实验器材

瑞典S610 polar表1个及活动跑台及感觉疲劳度量(RPE)。

3 结果

3.1心率预测回归方程的建立

3.2两种心率预测回归方程的检验与对比

表1 不同阶段心率与最大心率回归方程

**P>0.0001

表2 两心率回归方程对比检验

*为心率的年龄预测公式：220-年龄,**为本研究中心率年龄预测公式

4 讨论

运动过程中测试最大摄氧量比较困难也比较麻烦，因此运动过程中的强度确定一般是以最大心率的百分比来表示。然而最大心率的确定一般有两种方式：一种是直接测试法，它是通过运动到力竭的方法测试出最大心率，这种方法可以较精确测试出受试者的最大心率；另外一种是间接方法，它是通过亚极量的运动负荷或者其它相关变量推算出受试者的最大心率，但是其精确度低于直接测试法。两种方法相比较而言，大多数人还是接受通过间接方法得出最大心率，因为间接方法较安全。

许多研究已证明最大心率随着年龄增长而下降[2]，所以年龄是影响最大心率的一个重要因素，其中最大心率的预测等式：220-年龄，应用较广泛。但是其等式最大心率复相关系数R=0.5472(R2=0.299)，这表明最大心率预测中只有29.9%是由年龄来决定的，等式预测的最大心率误差范围在±12次/min。因此本研究目的是想通过多参数来建立一个最大心率预测回归模型，并通过检验看其预测结果是否要好于：220-年龄的预测结果。

在本研究中，建立最有效的回归方程是由以下几个变量构成：年龄，RPE15时的心率，递增负荷运动过程中第8 min和第10 min的心率，此多元回归等式的复相关系数的R=0.7661(R2=0.579)，比仅仅用年龄来预测最大心率的效果要提高28%，多元回归等式为最大心率=108.460+0.5103×HR(自我疲劳感觉等级15时心率)-0.6575×HR(第8 min心率)+0.6071×HR(第10 min心率)-0.2642(年龄)。Londeree和Moeschberger建立的多元回归等式最大心率95%的置信区间是45次/min[3]，而在本研究中回归等式最大心率95%置信区间为28次/min，表2是本回归等式的各变量的平均值和标准偏差。

为了检验本研究中回归等式的效果，另外选择了30名学生，本研究回归方程结果是：复相关系数R=0.8562，(R2=0.7330)。而等式220-年龄的复相关系数为0.6169(R2=0.3805)，本研究中的回归等式较之220-年龄等式效果提高35%，另外由表2可知本研究中回归方程预测结果为更接近于直接测试结果。这说明本研究中建立的多元回归等式精确度高于传统的回归等式(220-年龄)。

Johnson等研究认为在亚级量运动中自我感觉疲劳度量(RPE)和心率之间也成线性关系[4]，于是本文选用了RPE作为多元回归中一个变量。另外一些研究者有报道，最大心率有性别差异，但是运动强度和心率的线性关系对于男女来说都是一样的[5,6,7]，因此在本研究中只推算出一个通用的最大心率回归方程。Pollock等研究报道RPE15(Mean=161.71次/min)大约相当于85%的心率，在RPE15以后的心率运动强度不成直线相关关系，因此对于预测个体最大心率是不适用的。在本实验中如果受试者RPE达到15，亚级量运动便终止。

但是从方便程度上来看，本研究中的回归等式要麻烦。它要求受试进行亚级量的运动测试。然而在亚级量运动过程中，年龄、亚级量负荷下的心率、RPE三变量都很容易获得，因此在本研究中考虑用这三个变量来预测个体的最大心率，在实践当中也是较容易实施的，且预测出的最大心率较之220-年龄有较大的提高。

5 小结

本文以不同阶段运动自我感觉(RPE)、心率、以及年龄等变量建立最大心率的预测方程。小样本实验结果表明本预测方程能较精确预测个体的最大心率，较之(220-年龄)预测方程，其精确性提高了28%，但是从方便程度上看本文回归方程较麻烦，此外本文的预测方程的适用性还需要大范围的验证。

[1] Balke B，Ware RW. An experimental study of physical fitness of air force personnel.US Air Force Med J，1990，10:675-688.

[2] Astand PO, Rodahl K. Textbook of Work Physiology(3rd ed).New York; McGraw Hill,1986.

[3] Londeree BR, Moeschberger ML. Effect of age and other factors on maximal heart rate. Res Q Ex Sport，1982，53:297-304.

[4] Johnson JH, Kline GM, Martin SK. Powers S.Prediction of maximal heart rate from submaximal perceived effort. Med Sci Sports，1994:16:110.

[5] Franklin BA, Hodgson J, Buskirk E. Relationship between maximal O2 uptake and percent maximal heart rate in women. Res o Ex Sport，1980，51:161-624.

[6] Pollock Ml, Wilmore JH, Fox SM. Health and Fitness Through Physical Activity. New York John Wiley and Sons,1993.

[7] Davis JA.Convertino VA. A comparison of heart rate methods for predicting endurance training intensity. Med Sci Sports，1975，7:295-298.

ResearchonSubmaximalWorkTesttoPredictMaximalHeartRate

Zhan Yejun

(Dept of Physical Education, Lishui University,Lishui,323000,Zhejiang China)

In order to establish a relatively accurate regressive model to predict maximal heart rate(HRmax),two groups participate in this research,including a test groups(groups1) of 100 people and a comparing groups(groups2) of 30 people.RPE in different exercise stage, heart rate and age are the independent variables of the mutiregressive equation. Result: HRmax =108.460+0.5103(RPE15)-0.6575(8HR)+0.6071(10HR)-0.2642(age in years), RPE15 corresponds to the 15th stage of Borg Scale. 8HR and 10HR correspond to HR at the end of the 8th and 10th minute, respectiveily. This regressive equation remarkably promote the accuracy of predicting HRmax which increases 28% compared to the predicting equation of 220-age. Conclusion: small sample test demonstrates that this equation can accurately predicte HRmax, but it should be further demonstrated by large samples.

submaximal work; maximal heart rate

2007-02-12

占叶俊(1979-),男,浙江松阳人,助教,研究方向为运动人体科学和体育教育。